声波岩石参数测定仪
8、岩体声波测试(岩块声波速度测试、岩体声波速度测试)
岩体声波测试包括（岩块声波速度测试、岩体声波速度测试）岩体声波速度是指声波在岩体中的传播速度。
岩体声波速度，能较直观地反映岩体结构好坏、帮助划分岩体类别以及计算岩体的动弹性参数等。
岩石声波速度，又分横波和纵波传播速度两种，测试方法一般有脉冲超声波法和共振法。
（一）岩块声波速度测试岩块声波速度测试是采用超声波法，测读声波在岩石试件中的传播时间和距离，进而计算岩石声波速度和动弹性参数的一种方法。
该测试适用于能制成规则试件的各类岩石。
试件加工及描述应符合有关规定。
测试耦合剂可用凡士林、黄油、铝箔或铜箔等。
测试选用换能器的发射频率，应满足下式要求：=2v p/D式中ƒ———换能器发射频率，Hz；v p———岩石纵波速度，m / s；D———试件直径，m。
1、测试要点采用直透法或平透法布置换能器，量测两换能器中心距离。
将试件置于测试架上，对换能器施加约 O. O5MPa 的压力，测读纵波或横波在试验件行走的时间；如试件在受力状态下测试，宜与单轴压缩变形试验同时进行。
测试结束后，应测定超声波在标准有机玻璃中的传播时间，确定系统的零延时，或将发射、接收换能器对接，测读零延时。
2、测试成果整理按下列公式计算岩块的纵、横声波速度：V p=L/（t p-t0）V s=L/（t s-t0）式中v p———纵波速度，m / s；v s———横波速度，m / s；L———发射、接收换能器中心间的距离，m；t p———纵波在试件中行走的时间，s；t s———横波在试件中行走的时间，s；t O ———仪器系统的零延时，s。
（二）岩体声波速度测试岩体声波速度测试，是通过测定纵、横波在岩体中的传播时间，进而求得声波在岩体中的传播速度及动弹性参数的一种方法。
适用于各类岩体。
岩体声波速度测试可在钻孔、平洞、地表露头等部位，按工程需要布置测线，以电脉冲、锤击、电火花等方式激发声波进行。
测试耦合剂可用凡士林、黄油、铝箔或铜箔等。
测试前应对测试岩体进行地质描述。
岩石波速的测量
实验一 岩石波速的测量（一）实验目的：室内岩石样品的测量是野外现场测定地质解释的基础。
熟练使用声波仪，掌握波速测量的方法，学会正确识别纵波及横波。
（二）设备：1.SYC-3型超声岩石参数测定仪或HF-D超声仪2.超声探头一对（发射、接收各一个）3.游标卡尺4.耦合剂（凡士林或黄油、真空脂）5.铝铂或聚碳酸脂（用于横波探头耦合）6．标本测试架。
（三）原理及装置：大多数岩石，都服从基于线性理论的虎克定律，即小的形变与所施加的载荷成正比。
在岩石介质中，超声波的传播遵循弹性波动方程。
从而可得到两部分，无旋波和等体积波即纵波（Ｐ波）和横波（Ｓ波）。
超声波实质上就是质点振动在介质中传播的过程。
如何产生振动，我们采用压电陶瓷，用声波仪产生高频电脉冲激发压电陶瓷片，使它产生机械波即振动，这振动经探头与样品间的耦合层后，在介质中传播，到达样品的另一端时，被SYC—2发射机SYC—3声波仪或HF-D超声仪接收探头 SYC—2接收机图一 波速测量实验装置框图接收探头接收，接收探头反之将此振动又转换为电脉冲信号送入声波仪中，这脉冲发射与接收间的时差由一高精度的时间测量装置测出，扣除波在探头于样品间的耦合层中的传播时间Ｔ０，即得到波在介质中的传播时间Ｔ，从而得到介质的波速。
本实验的装置如上面图一所示。
（四）实验步骤：1．选择合适的样品，将所要测量的岩石加工成园柱体，两端面加工光滑，且平行度小于３丝。
2．用游标卡尺精确测量标本的长度Ｌ。
3．选用合适的超声探头，为了满足无限空间的条件，所选择的超声波波长应小于岩石样品线度的十分之一；同时，若选择波长过小，以至可以与岩石中矿物颗粒的尺度相比较，则矿物颗粒的散射将突出，所以波长应同时比矿物颗粒的线度大五倍以上，即要考虑脉冲穿过岩石的距离应至少为平均粒径的十倍。
4．测量Ｔ０：在探头上涂上一层耦合剂，然后将探头对合，按紧，这时在声波仪上即可看到发射波形，调整时标至波形的初动，这时的时间Ｔ０即为波在探头间的传播时间。
岩石压力波速度测试方法与分析
岩石压力波速度测试方法与分析岩石是地球上最基本的构成成分之一，其性质与行为直接影响到地质工程、地震学和石油勘探等领域。
压力波速度是岩石力学研究中重要的参数之一，它能够揭示岩石的变形、破裂和应力状态，并为岩石工程设计和实际施工提供重要参考。
本文将介绍一些常见的岩石压力波速度测试方法，并对其测试结果进行分析。
一、动态弹性参数测试方法1. 声波测井法声波测井法是一种通过测量井中岩石传播声波的速度来揭示岩石性质和结构的方法。
在实际应用中，声波测井设备通过发射声波信号，并记录其传播时间以及到达接收器的信号强度。
根据测量的数据，可以计算出岩石的纵波速度和横波速度，从而推断岩石的力学性质。
2. 超声波检测法超声波检测法是一种利用超声波在岩石中的传播速度来测定岩石性质的方法。
通过在岩石表面或孔洞中放置超声波传感器，并发射高频信号，测量其传播时间和到达接收器的信号强度。
根据测量数据，可以计算出岩石的压力波速度和剪切波速度。
二、静态弹性参数测试方法1. 声速仪测试法声速仪测试法是一种通过测量岩石中声波的传播速度来推断其力学性质的方法。
该测试方法适用于岩石试样，通过固体声波仪器向试样表面或孔洞中发射声波信号，并记录声波波形。
通过计算相位变化，可以得到岩石的纵波速度和横波速度。
2. 拉伸试验法拉伸试验法是一种通过施加拉伸力来测定岩石的弹性模量和压缩强度的方法。
在该方法中，通过施加恒定应变速率的拉伸力，测量岩石试样的应力-应变关系。
通过分析应力-应变曲线，可以得到岩石的压力波速度。
三、岩石压力波速度的分析1. 岩石组分分析岩石的压力波速度与其组分密切相关。
根据各组分的密度和声波传播速度，可以推算出岩石的压力波速度。
例如，石英和长石等硅酸盐矿物对声波的传播起到重要作用，而成分中含量较高的非均质物质则会对声波传播速度产生较大影响。
2. 岩石孔隙率分析岩石中的孔隙率是影响其压力波速度的重要参数之一。
孔隙率越高，岩石内部的孔隙体积越大，并且会导致声波的传播速度降低。
最新声波法测定岩体的完整性系数知识讲解
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三、试验原理
1、岩石弹性波理论
Vp/ Vs 一般在1.6~1.7之间。 2、声波在含解理裂隙的岩体内的传播特性
的平方。
式中， Vml为岩体纵波速度， Vcl为岩块纵波速度。
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二、试验目的——获取岩体Kv值
1、判断岩体中裂隙发育程度，对岩体进行完整程度划分：
2、计算准岩体准强度 准岩体抗压强度 准岩体抗拉强度
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六、试验结果
将室内试验获得的岩块中纵波速度 Vcl 和现场测得的岩体中纵波速度 Vml 代入下面公式中，就算得到岩体完整性系数(龟裂系数) Kv。
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精度要求： 试件两端面不平整度误差不大于0.05mm； 沿试件高度的直径误差不大于0.3mm； 端面与轴线垂直偏差不大于0.25ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ；
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其它要求： 试件数量不应少于3个； 试件描述应包含的内容：岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程
七、试验记录报告
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地震模型实验(二层介质模型)及震相识别
实验二 地震模型实验（二层介质模型）及震相识别 （一）实验目的：熟练使用声波仪，了解简单的超声地震模型实验方法，初步掌握首波、直达纵波、直达横波及反射波等主要震相的识别；实验前必须掌握测震分析中有关的运动学及动力学特征部分及理论时距曲线等知识。
（二）设备：1.SYC-3型超声岩石参数测定仪或HF-D超声仪2. 超声探头一对（发射、接收各一）3. 耦合剂（黄油或凡士林、真空脂）4. 有机玻璃板一块5. 铝板一块6. 直尺（三）原理及装置：该实验是利用仪器发射一变化的电压（脉冲）加在发射换能器上，产生出一简单振动波形的超声波，用超声波模拟地震波通过所研究的模型，然后被接收换能器接收后送至仪器的接收机进行放大，显示在荧光屏上，即得到了近似于天然地震的地震波的震相记录。
我们实验用的超声波频率一般约为104～108Hz量级，一般的地震和近震的全频率约为1～10Hz量级，地震勘探用的频率约为10～100Hz，因而可以用小于实际地质构造102～107倍的模型来研究我们的问题。
本实验的装置如图一所示：图一 二层介质震相识别模型装置图（四）实验步骤：1．测出该实验模型有机玻璃板及铝板的大小尺寸；2．用波速测量实验的方法，测出有机玻璃及铝板的波速Ｖｐ及Ｖｓ; 3．画出理论时距曲线，以直达波P波为例，其延时方程为t h V p p =+Δ22其中ｈ为震源深度，以纵坐标表示走时ｔ，以横坐标表示震中距△，取几个不同的观测距离，就可得到相应的不同的走时ｔ，连接各点即画出直达Ｐ波的走时曲线。
Ｐ波的走时曲线为一双曲线，在本实验中，ｈ=０，该曲线即为一通过原点的直线。
同理我们可以作出直达Ｓ波，首波Ｐn 、反射波Ｐ11、Ｓ11、等时距曲线。
根据地震波理论它们的走时方程分别为： 直达S波 122S S V h t +Δ=反射P波 ()122211P P V h H t −+Δ=反射S波 ()122211S S V h H t −+Δ=首波P n 201cos 2P P P V i V hH t nΔ+−=其射线如图二所示。
岩石声波参数测试仪校验方法
岩石声波参数测试仪校验方法
岩石声波参数测试仪的校验方法通常包括以下几个步骤：
1. 外观检查：检查测试仪的外观是否完好无损，各部件是否齐全，标识是否清晰。
2. 基础功能测试：检查测试仪的基本功能是否正常，例如显示屏是否清晰，按键是否灵敏，电源适配器是否正常工作等。
3. 准确度校验：按照制造商的说明书的指导，使用标准样品进行测试，并记录测试结果。
将测试结果与标准样品的参考值进行比较，以评估测试仪的准确度。
4. 重复性测试：对同一标准样品进行多次测试，并观察测试结果的一致性。
如果测试结果波动较大，则说明测试仪的重复性不好，需要进行调整或维修。
5. 环境适应性测试：将测试仪放置在规定的温度、湿度、压力等条件下进行测试，检查测试仪是否符合环境适应性要求。
6. 软件校验：如果测试仪配备有软件系统，需要对软件进行校验，确保软件运行正常，没有崩溃、卡顿等问题。
7. 比对测试：使用已知性能良好的同类仪器或更高精度的仪器进行比对测试，以进一步确定岩石声波参数测试仪的性能指标。
在进行岩石声波参数测试仪校验时，需要注意以下几点：
1. 遵循制造商提供的说明书和操作规范，不要随意拆卸或改动测试仪。
2. 在进行测试时，要保证测试环境的稳定性和一致性，避免外界干扰对测试结果的影响。
3. 对于关键的测试项目，需要进行多次测量并取平均值，以提高测试结果的准确性。
4. 如果发现测试仪存在问题或误差较大，需要及时进行维修或更换。
试验指导
实验一岩石的块体密度测定一、实验原理：根据岩石的含水状态可将岩石的块体密度分为：天然块体密度指岩石体在天然含水状态下的单位体积内的质量；干块体密度指岩石块体在105~100℃温度下烘干时单位体积内的质量；饱和块体密度指岩石块体在饱水状态下单位体积内的质量。
岩石的块体密度（ρ）：ρ=m/v是指岩石单位体积内的质量（g/cm3）。
测定岩石的块体密度常用量积法、水中称量法与蜡封法。
量积法适用于能制备成规则试件的岩石；除遇水崩解、溶解和干缩湿胀性岩石外，均可采用水中称量法；不能用量积法或水中称量法进行测定的岩石可以采用蜡封法，如软弱岩石、风化岩石及遇水易崩解、溶解的岩石等。
一、水中称量法基本原理1.水中称量法的基本原理是把岩石放入水，用天平称取试件的质量，然后根据水的密度，计算试样的体积。
2.将试件置于烘箱内，在105~110℃温度下烘24小时，取出放入干燥器内冷却至室温后称量。
3.将试件浸入水中至饱和状态，称试件在水中的质量。
二、仪器设备1、试件制备设备：钻石机、切石机、磨石机、砂轮机等；2、烘箱、干燥器；3、天平：秤量100-500g，感量0.01g；4、卡尺：精度精确至0.01mm；5、其它：放大镜，小刀等。
三、操作步骤1、试件设备试件形状，常用用圆柱体、立方体或方柱体，试件加工满足下列要求：（1）试件尺寸应大于岩石最大颗粒的10倍，（2）沿试件高度，直径或边长的误差不超过0.03cm；（3）试件两端面不平整度误差不超过0.005cm；（4）试件两端面应垂直试件轴线，最大偏差不超过0.25°。
（5）立方体或方柱体试件，相邻两面应互相垂直，最大偏差不超过0.25°。
每组试件制备不少于3块，不允许缺棱掉角。
2、试件描述描述内容包括：（1）岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等；（2）节理裂隙的发育程度及其分布；（3）试件的形态。
3、量测试件尺寸（1）量测试件两端和中间三个断面上相互垂直的两个直径或边长，按平均值计算截面积。
声波测井仪器原理
声波测井仪器原理
声波测井仪器是利用声波在地层中传播时与地层中的岩层发生物理作用而形成的。
声波在地层中传播时，既受到岩石的弹性、强度、密度等力学性质的影响，又受到井内气体、流体的影响。
由于这些影响因素不同，使得岩石、流体所产生的声波也不相同。
在一个完整的地层中，上述因素对声波传播影响程度依次为：密度、弹性模量、泊松比、电阻率。
不同类型地层由于其物理性质不同，声波的衰减程度也不一样。
因此，测井时必须选择适当的测井仪器来测量各测井参数。
声波测井仪由声波发生器（一般为声源）、声源控制台、接
收换能器组成。
其中，声源由基声发射器经电缆发出，接收换能器则是用来接收从井壁传来的声波。
仪器的功能就是测量各测井仪接收到的声波信号并进行处理，从而得出各测井参数。
根据测井时所要测量的参数不同，声波测井仪器又分为声波纵波和声波横波两种类型。
声波纵波在岩石中传播时，当速度较快时（如空气中）会产生各种干扰波。
这些干扰波除了引起声能损失外，还会使岩石弹性参数发生变化。
—— 1 —1 —。
240 ℃内盐岩物理力学特性的实验研究
第23卷第14期岩石力学与工程学报23(14)：2365～2369 2004年7月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July，2004 240℃内盐岩物理力学特性的实验研究*梁卫国1赵阳升1，2徐素国1(1太原理工大学采矿工艺研究所太原 030024) (2中国矿业大学能源科学与工程学院徐州 221000)摘要由于其有利的地质条件及优良的物理力学特性，盐岩被视为是核废料地质处置的理想场所。
研究表明，核废料在地下埋置若干年后仍然具有很强的放射性，使得围岩温度升高。
因此，为保证核废料地下处置的安全性，研究盐岩在一定温度条件下的物理力学特性十分重要。
通过对无水芒硝盐岩试件在20℃～240℃不同温度下的超声波测试、单轴压缩实验、不同角度下的楔形剪切实验以及直接剪切实验研究发现，随温度的升高：(1) 盐岩试件的超声波速在降低，超声波速与温度的关系为：v = 3.38e－0.003 2T；(2) 盐岩的单轴抗压强度及轴向应变均在增大，而变形模量Eθ则在降低，盐岩的塑性变形及应变软化的特征更趋于明显，经回归分析，得单轴抗压强度与温度的对数关系曲线：σc = 4.54ln(T)－3.04；(3) 盐岩的粘聚力和内摩擦角均增大，尤其是内摩擦角增幅明显，在20℃，60 ℃及120 ℃时的强度曲线分别为：τ = 6.11＋σ tan22.5°，τ = 7.06＋σ tan27.6°，τ = 7.09＋σ tan33.9°；(4) 盐岩的剪切强度增强，剪切峰值强度与温度呈线性关系：τpeak = 0.009 7T＋6.960 9。
关键词岩石力学，盐岩，高温，力学特性，温度效应，核废料处置，实验研究分类号TU 458+.3 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)14-2365-05TESTING STUDY ON PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OFHEATED SALT ROCK WITHIN 240℃Liang Weiguo1，Zhao Yangsheng1，2，Xu Suguo1(1Mining Technology Institute，Taiyuan University of Technology， Taiyuan 030024 China) (2College of Energy Resource and Engineering，China University of Mining and Technology， Xuzhou 221000 China)Abstract Salt rock is regarded as the ideal host rock for nuclear waste disposal due to its advantageous geological conditions and physico-mechanical properties. Study shows that nuclear wastes still have strong radiation energy，and make the surrounding rock heavily heated after many years of underground disposal. So the study of the physical and mechanical properties of heated salt rock is important and essential to ensure the safety of nuclear wastes disposed in salt rock. Through a series of tests for heated salt rock at different temperatures ranging from 20 ℃ to 240 ℃ in this paper，several conclusions are generated as follows. (1) The ultrasonic velocity of salt rock decreases with the rising of temperature，and the the ultrasonic velocity and the temperature are of exponential relation. (2) Both the uniaxial compressive strength and the axial strains of salt rock increase with the rising of temperature，while the modulus of deformation turns to the opposite direction. (3) The characteristic of plastic deformation and strain softening becomes distinct at high temperatures，and through regressive analysis，a relation between the uniaxial compressive strength and the temperature is obtained. (4) The values of the cohesion and the internal friction angle of salt rock increase with the rising of temperature，and the strength equations of salt rock at 20 ℃，60 ℃，and 120 ℃are obtained. (5) The peak shear strength and the ultimate friction strength of salt rock both increase with the rising of temperature，and the relation of shear strength2003年6月18日收到初稿，2003年8月12日收到修改稿。
巷道矿山压力观测
图 7-6 应力测试装置 a--应力解除法测试装置； b—应力恢复法测试装置 1—应力“解除槽”；2-测杆；3-百分表；4-液压枕；5-水泥砂浆 ；6-泵；7-压力表
二、围岩松动圈的测定
在岩体中开掘巷道后，应力重新分布，巷道围岩表层不能承 受压力时则产生裂隙并发生变形位移、而形成破裂松动圈。 实测松动圈的范围大小、形状是设计地下工程、评定围岩稳 定性，确定锚杆长度等的重要参数。 松动圈的测定方法很多，有钻孔潜望镜法、剪切带量测法、钻 孔摄影法、钻孔电视法、形变一电阻率法及声波测试法等等。 常用的是声波测试法。声波测试法具有快速、准确、简易、经 济等优点。
测力锚杆安装 1 该测力锚杆要求全长锚固，锚固方法同普通的螺 纹锚杆。 2 安装时，使用专用安装杆连接测力锚杆和锚杆安 装机。搅拌时转速不要太高，否则会损坏锚杆。
五、锚固力检测
仪器：锚杆拉拔计
五、锚固力检测
仪器：锚杆拉拔计
五、锚固力检测
试验目的
锚杆拉拔力试验的目的是判定巷道围岩的可锚性、 评价锚杆、树脂、围岩锚固系统的性能和锚杆的 锚固力。
一、巷道表面位移观测
(一)测站布置及测点安设
1．测站布置
一、巷道表面位移观测
(一)测站布置及测点安设
1．测站布置
布置在工作面前方不受采动影响区，一 般距工作面60-100 m远。 为了有对比性，要求每条巷道内布置23个测站，每个测站间距以20-25m为宜。 测站的具体位置，视地质条件和生产情况 而定。
两帮累计变形（mm）
152 144 136 128 120 112 104 96 88 80 72 64 56 48 40 32 24 16 8 0 0 2 4 6 8
两帮变形速度（mm/d）
岩体声波检测规范要求
岩体声波检测规范要求1. 引言岩体声波检测是一种重要的地质勘探技术，通过在岩石中传播和反射的声波信号来研究岩石的物理性质。
在进行岩体声波检测时，需要遵循一定的规范要求，以保证测试结果的准确性和可靠性。
2. 仪器设备要求2.1. 声波发射装置- 使用频率范围应符合实验需要，常用的频率范围为2-8kHz。
- 发射装置应能够提供稳定和可调节的声波能量。
- 发射装置要求具备可靠的工作状态指示和故障报警功能。
2.2. 声波接收装置 - 接收装置应能够接受和记录来自岩石中传播的声波信号。
- 接收装置要求具备高灵敏度和低噪声。
- 接收装置需要具备可靠的信号处理和放大功能。
2.3. 数据记录设备 - 数据记录设备应能够记录和存储声波检测过程中的数据。
- 数据记录设备要求具备较大的存储容量和高速的数据传输能力。
- 数据记录设备需要支持数据导出和后期数据处理。
3. 实验前准备3.1. 选择检测点位 - 检测点位应具备代表性，能够全面反映岩石的物理性质。
- 检测点位之间的距离应合理分布，以提高测试的覆盖范围。
3.2. 准备岩石样品 - 准备代表性的岩石样品，确保样本的一致性和可靠性。
- 样品表面应光滑平整，无裂纹和空洞。
3.3. 环境条件控制 - 声波检测需要在室温条件下进行，避免温度对实验结果的影响。
- 避免强烈的电磁干扰和噪声干扰。
4. 实验过程4.1. 声波发射 - 将声波发射装置放置在合适的位置。
- 调节合适的发射频率和声波能量。
- 确保发射过程中没有异常情况发生。
4.2. 声波接收 - 将声波接收装置放置在试样的合适位置。
- 确保接收装置的位置稳定，避免任何干扰。
- 接收装置的方向和角度需要与声波传播方向垂直。
4.3. 数据记录和分析 - 启动数据记录设备，开始记录声波检测过程中的数据。
- 确保数据记录设备正常运行，数据记录稳定。
- 对记录的声波数据进行分析和处理，得出有关岩石物性的参数。
声波测井仪在勘察中的运用
声波测井仪在勘察中的运用声波测井仪是一种利用声波原理进行勘察和检测的仪器，它可以对地下的岩石和沉积物进行准确的探测和测量，因此在勘察中得到了广泛的应用。
声波测井仪的工作原理是通过在地下向不同方向发射声波，然后根据声波的反射和传播特性来对地下岩石和沉积物的性质进行分析和测量。
声波测井仪可以利用声波信号的强度和到达时间等特征来确定地下岩石和沉积物的类型、厚度、密度、孔隙度、渗透性等重要参数。
在油气勘探和开发中，声波测井仪可以广泛应用于以下方面：1. 认识地层结构：声波测井可以帮助工程师了解地下各层岩石的构成，厚度和形态。
这些信息可以用于建立地质模型，以确定沉积物的类型和含量，从而在油气勘探中选择合适的钻孔位置。
2. 测井评价：通过声波测井，可以测定岩石的泊松比、弹模以及密度等多种参数，以评估地下岩性，判断地下岩石储层的物性和储量，有助于确定油气区块的开发方案。
3. 地下环境监测：声波测井可以在监测过程中获得地下水的含量，帮助评估水资源的潜在供应和健康状况。
同时，声波测井还可以监测密闭系统内部的变化，以便及时识别或预测地下气体或液体的泄漏情况。
声波测井仪在勘察中的应用有几个显著的优点。
首先，声波测井的准确度相当高。
声波信号的信噪比很高，导致返回的数据可以帮助确定地下岩层何时出现，并可以精确指示储层的物性和厚度。
其次，使用声波测井可以大大减少在调查和勘探过程中的人为误差。
该仪器可以集成不同的传感器系统，从而减少在使用多个测量仪器时可能发生的交叉干扰和数据中的错误。
然而，声波测井仪也存在一些局限性。
例如，地下储层有许多复杂的细节会影响声波传导，这会导致数据质量下降。
此外，钻井的精度不足可能会影响信号传输和数据质量，使得所得数据需要加以修正。
在实践中，声波测井经常与其他勘探方法结合使用，如电阻率测量、地震勘探、磁测和重力测量等，以获得更准确和更完整的数据。
总之，声波测井作为勘察领域的一种重要技术手段，对于油气勘探和开发、地质调查、环境监测、地震研究等领域都有着广泛的应用前景。
声波法测定岩体的完整性系数
六、试验结果 将室内试验获得的岩块中纵波速度 Vcl 和现场测得的岩体中纵波速度Vml 代入下面公式中， 就算得到岩体完整性系数(龟裂系数) Kv。
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七、试验记录报告 Wuhan University of Science & Tech
岩体中往往包含有各种层面、节理和裂隙等结构面，岩体中的这些结构面在动荷载作用下 产生变形，对岩体中的波动过程产生了一系列的影响，如反射、折射、绕射和散射等。尤其 是绕射，声波遇到岩体中的裂隙时发生绕射，影响走时，裂隙愈多速度就越小。
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5.1.1试件制备
试件可用岩芯或岩块加工制成。 尺寸要求：
圆柱体直径48~54mm之间； 含水颗粒的岩石试件的直径应大于岩石最大颗粒尺寸的10倍； 试件高度与直径之2.0~2.5. 精度要求： 试件两端面不平整度误差不大于0.05mm； 沿试件高度的直径误差不大于0.3mm； 端面与轴线垂直偏差不大于0.25°；
声波法测定岩体的完整性系 数
目录
1
基本概念
2
试验目的
3
试验原理
4
仪器设备
5
试验内容
6
试验结果
7
试验记录报告
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一、基本概念 岩体完整性系数Kv(也称“龟裂系数”)
定义：岩体中弹性波纵波传播速度与岩块中弹性波纵波传播速度比的平方。 式中， Vml为岩体纵波速度， Vcl为岩块纵波速度。
岩石声波测试
4、地质描述包括的内容
①测区岩石名称、结构及主要矿物成分； ②结构面产状、宽度、充填物性状、延伸方向及其与测线的相互关系； ③测区地质展示图及剖面图； ④钻孔柱状图；
5、岩体表面声波测试准备的规定
①测点应进行编号，测点表面应修凿平整； ②测量震源与换能器中心的距离应准确至0.01m； ③纵波换能器与岩体应采用清水、黄油、凡士林或石膏材料进行耦合。 ④横波换能器与岩体应采用铝箔或铜箔进行耦合
⑤采用折射波法（即平透法）时，将换能器布置在试件同一侧，并用游标卡尺测量发 射换能器与试件接触面的中心点到接收换能器与试件接触面的中心点之间的距离； ⑥非受力状态下，测试时应将试件置于测试架上，对发射和接收换能器施加约50kPa 的压力，测试纵波或横波在试件中的传播时间；
⑦根据需要，进行受力状态下的声波测试，宜与单轴压缩变形试验同时进行。测试时 应采用承压式声波换能器，测定试件受力方向纵波或横波在试件中的传播时间； ⑧更换换能器时，按①规定测定仪器系统的零延时； ⑨距离测量应准确至0.1mm,时间测量应准确至0.1μs；
1、分类以及适用
①纵波速度测试； ②横波速度测试； 适用于能制成规则试件的各类岩石。
2、主要仪器和设备
<1>钻石机、锯石机、磨石机； <2>岩石声波参数测试仪： 1.主要技术要求： ①发射脉冲电压不应小于250V； ②接收放大器的频带宽宜为50kHz~1MHz,总增益应大于80dB，并分档连续可调； ③计时器的最小读数为0.1μs，量程不应小于10000μs；
⑥利用横波换能器测定横波的传播时间；
8、测试成果以及计算公式
5、测试成果以及计算公式
①岩块纵波速度和横波速度计算公式：
②岩块动弹性参数计算公式：
声波测试实验规程
主要仪器设备岩石声波参数测试仪增压式柱状换能器发双收换能器弯曲式接收换能器夹心式发射换能器供水及止水设备干孔换能器声波激发装置换能器扶位器标准试验棒钢卷尺、测绳测试布置规定1 测区宜布置在具有代表性的工程岩体部位2 测线布置应平行和垂直于主要结构面或主要受力方向3 测点宜布置在岩石较均匀、表面较平整的部位4 当采用换能器激发时，发射与接收换能器间距宜为1~3m；当采用电火花激发时，该间距宜为10~30m；当采用锤击激发时，间距应大于3m。
换能器宜根据间距选定。
5 单孔测试时，发射点至接收点的间距宜为0.3~0.5m。
换能器每次移动距离宜为0.2m。
6 用于作孔间穿透测试的两钻孔轴线宜在同一平面内且相互平行。
进行孔间穿透测试时，换能器每次移动距离宜为0.2~1.0m，并应对发射点至接收点之间的距离进行校正。
地质描述应包括下列内容1 测区岩石名称、结构及主要矿物成分2 结构面产状、宽度、充填物性状、延伸方向及其与测线的相互关系3 测区地质展示图及剖面图4 钻孔柱状图岩体表面声波测试准备应符合下列规定1 测点应进行编号，测点表面应修凿平整。
2 测量发射换能器和接收换能器两者中心的间距，相对误差应小于1%。
3 换能器与岩体间应采用水、黄油、凡士林或石膏材料耦合。
钻孔内岩体声波测试准备应符合下列规定1 测孔应进行编号，冲洗钻孔并注满清水。
2 进行孔间穿透测试时，换能器应装上扶位器，测量两孔口中心点的距离，相对误差应小于1%；当两孔轴线不平行时，应测量钻孔的倾角和方位角，计算不同深度处两测点间的距离。
3 对向上倾的测孔，应采取有效的供水、止水措施。
4 对软岩宜采用干孔换能器测试5 岩石声波参数测试仪应按SL120-95《岩石声波参数测试仪校验方法》进行校验。
6 测试前应测定仪器与换能器系统的零延时。
测试及稳定标准应符合下列规定1 将波形显示屏上的时标关门讯号调至纵、横波初至位置，测读声波传播时间，对智能化声波仪亦可利用自动关门装置测读声波传播时间。
岩土部分检测项目方法内容汇总表
岩 土 测 试类别参数符号单位物理意义方法公式检测依据的规范、规程主要仪器设备判定依据、工程用途试验环境试验方法及步骤备注土工指 标 检 测试验直接测定的基本物理性质指标含水率%土中水的质量与土粒质量之比烘干法（温度100-105℃)、酒精燃烧法、GB/50123-2019、 JTG 3430—2020烘箱、天平、酒精灯根据GB/50123-2019、 JTG 3430—2020计算土的含水率室内环境宜维持在16℃-30℃，相对湿度30%-60%参照规范、规程室外采用酒精燃烧法密度g/cm³ 土的总质量与其体积之比，比即单位体积的质量环刀法、蜡封法、灌砂法环刀法、蜡封法根据GB/50123-2019、JTG 3430—2020计算土的密度，计算干密度室内环境宜维持在16℃-30℃，相对湿度30%-60%参照规范、规程细粒土宜采用环刀法、易碎裂、难以切削易采用蜡封法相对密度D r /判定土的密实程度最小干密度：量筒法最大干密度：振动锤击法 粗颗粒土：振动台法最小：量筒、长颈漏斗、天平、锥形塞； 最大：电动相对密度仪 粗颗粒土最大：振动台根据GB/50123-2019、 JTG 3430—2020计算土的相对密度、评价砂土的密实度室内环境宜维持在16℃-30℃，相对湿度30%-60%参照规范、规程细粒土：粒径不大于5mm，且2-5mm的土不应大于15%，粗颗粒土：粒径最大颗粒不应大于60mm，且细粒土含量不大于12%。
比重G S/土粒质量与同体积的4℃时水的密度之比比重瓶法、浮称法、虹吸筒法比重瓶、天平、恒温水槽、温度计、筛、砂浴等根据GB/50123-2019、 JTG 3430—2020计算土的比重、计算孔隙比等其他物理力学性质指室内环境宜维持在16℃-30℃，相对湿度30%-60%参照规范、规程粒径小于5mm最优含水率%控制填土地基质量及夯实效果击实法通过击实试验得到最大干密度所对应的含水率为最优含水率多功能电动击实仪、烘箱、天平根据GB/50123-2019、 JTG 3430—2020计算土最优含水率室内环境宜维持在16℃-30℃，相对湿度30%-60%参照规范、规程相对不同压实能，同种土最优含水率不同，最大干密度也不同由含水量、相对密度（比重）、密度计算求得的基本物理性质指重度γkN/m3土所受重力和土总体积之比由含水量、比重、密度计算求得的基本物理性质指标土力学理论计算1、计算干密2、孔隙比等其他物理性质指标3、计算土的自重压力4、计算地基的稳定性和地基土的承载力5、计算斜坡的稳定性6、计算挡土墙的压力//孔隙比e %土体孔隙总体积与固体颗粒总体积之比由含水量、比重、密度计算求得的基本物理性质指标1、计算干密2、孔隙比等其他物理性质指标3、计算土的自重压力4、计算地基的稳定性和地基土的承载力5、计算斜坡的稳定性7、计算挡土墙的压力//孔隙率n %孔隙总体积与土体总体积之比由含水量、比重、密度计算求得的基本物理性质指标1、计算干密2、孔隙比等其他物理性质指标3、计算土的自重压力4、计算地基的稳定性和地基土的承载力5、计算斜坡的稳定性8、计算挡土墙的压力//饱和度S r%土体孔隙充满水的程度由含水量、相对密度（比重）、密度计算求得的基本物理性质指标1、计算干密2、孔隙比等其他物理性质指标3、计算土的自重压力4、计算地基的稳定性和地基土的承载力5、计算斜坡的稳定性9、计算挡土墙的压力//直接测定的可塑性指液限W L %土由可塑状态过渡到流动状态的界限含水量液塑限联合测定法直接测定GB/50123-2019、 JTG 3430—2020数显式土壤液塑限联合测定仪、烘箱、天平根据GB50007-2011判定粘性土状态、根据GB/50123-2019判定土的类别室内环境宜维持在16℃-30℃，相对湿度30%-60%参照规范、规程土的粒径小于0.5mm及有机质含量不大于5%塑限W P %土由可塑状态过渡到半固体状态的界限含水量液塑限联合测定法、搓条法直接测定理论计算用于计算塑性指数及液性指数指标室内环境宜维持在16℃-30℃，相对湿度30%-60%参照规范、规程土的粒径小于0.5mm及有机质含量不大于6%计算求得的可塑性指标塑性指数I P /土呈可塑状态时含水量变化的范围，代表土的可塑程度由液限、塑限计算求得I P =W L -W P理论计算根据GB/50123-2019、 GB50021-2001（2009版）、GB50007-2011判定土的类别室内环境宜维持在16℃-30℃，相对湿度30%-60%参照规范、规程土的粒径小于0.5mm及有机质含量不大于7%液性指数I L /土抵抗外力的扯度，其值越大，抵抗外力的能力越小由液限、塑限、含水率计算求得数显式土壤液塑限联合测定仪、烘箱、天平根据GB50007-2011判定粘性土状态室内环境宜维持在16℃-30℃，相对湿度30%-60%参照规范、规程土的粒径小于0.5mm及有机质含量不大于8%直接测定的颗粒组成颗粒级配dmm 土颗粒按粒径大小分组所占的质量百分数筛分法、密度计法、移液管法直接测定GB/50123-2019、 JTG 3430—2020土壤筛、天平、烘箱、密度计根据GB/50123-2019判定土的类别、计算土的不均匀系数室内环境宜维持在16℃-30℃，相对湿度30%-60%参照规范、规程粒径小于0.075采用密度计法最大干密度g/cm³控制填土地基质量及夯实效果击实法多功能电动击实仪、烘箱、天平根据GB/50123-2019、 JTG 3430—2020计算土的最大干密度、室内环境宜维持在16℃-30℃，相对湿度30%-60%参照规范、规程对于粒径大于40mm 的颗粒含量大于30%时，《JTG 3430-2020 公路土工试验规程》规定应采用表面振动压实仪法最小干密度g/cm³土在最松散状态的干密度注入法，量筒法量筒、长颈漏斗、天平、锥形塞； 根据GB/50123-2019、 JTG 3430—2021计算土的最大干密度、室内环境宜维持在16℃-30℃，相对湿度30%-60%参照规范、规程岩 土 测 试类别参数符号单位物理意义方法公式检测依据的规范、规程主要仪器设备判定依据、工程用途试验环境试验方法及步骤备注土 工 指 标 检 测计算求得的颗粒组成指标界限粒径d 60mm小于该粒径的颗粒占总质量的60%从颗粒级配曲线上求得从颗粒级配曲线上求得GB/50123-2019、 JTG 3430—2022理论计算1、砂土的分类和级配情况2、大致估计土的渗透性3、计算过滤器孔径或计算反滤层4、评价砂土和粉土液化的可能性//平均粒径d 50小于该粒径的颗粒占总质量的50%中间粒径d 30小千该粒径的颗粒占总质量的30%有效粒径d 10小千该粒径的颗粒占总质量的10%不均匀系数C u/土的不均匀系数愈大，表明土的粒度组愈分散//Cu>5的土称为不均匀土，反之为均匀土曲率系数C c/表示某种中间粒径的粒组是否缺失的//透水性指标渗透系数k cm/s土的透水性指标以土的渗透系数K 表示，其物理意义为当水力梯度等于1 时的渗透速度。
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仪器一 声波岩石参数测定仪随着超声探测技术的发展，相应的研制出了各种探测仪器，应用于岩体（岩石）超声探测的仪器和设备，它是以岩石力学特性为基础，研究声波或超声波在岩体（岩石）的传播规律，借以了解岩体（岩石）的动弹力学状态及其结构特征。
目前国内外的探测仪器种类甚多，性能也各不相同，但它们的基本原理都大同小异。
大体上具有发射、接收和记录（显示）三个系统，以及“电声”转换及“声电”转换系统。
其工作的基本方法也不外乎如图一所示。
1. 发射换能器2. 接收换能器图一 仪器测量工作原理方框图SYC～3型声波岩石参数测定仪（一）构造原理：仪器的发射、接收两大部分，由多谐振荡器进行同步控制工作。
每个振动周期有一触发信号输出，它同时控制“发射延时”和“扫描延时”工作。
“发射延时”将触发信号延时一段时间后输出给发射系统，让发射机工作，同时让计数器开始计数。
“扫描延时”将锯齿波扫描经过适当的延时，以便接收放大的波形能呈现在示波管屏幕上。
这个尖脉冲信号同时加到计数器，做计数器的关门信号，以便读到某一波形的到达时间t。
发射系统：其电路原理框图如图二所示。
其发射脉冲幅度分两挡，连续可调，最低幅值80V，最高可达1000V，脉冲宽度为0.2～5微秒。
当接收系统的同步信号到来后，“单稳”输出一宽度可调的矩形脉冲，其经放大后，加在换能器的晶体上，引起压电晶体的机械振动。
图二 电路原理方框图SYC～3型声波岩石参数测定仪，主要为室内模拟及岩样试验使用，用于研究岩样的结构分析、应力状态、弹性参数、岩样的物理性质以及工程地质、地震模拟实验等问题，也可做短距离的现场测试。
其具有手动、自动测时，手动取样测幅和离散连续自动测幅等多种功能，同时具有8421码正逻辑数据输出，连接打印机或接口与计算机连接进行采样分图三 声波仪测时方框图晶振10Mc的频率经分频器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ输出φ1、φ2、φ3并同时输出为1ms或8ms。
其为该机同步周期。
φ1直接控制发射输出、10倍时间扩展器及记数显示、复零电路。
分频Ⅱ受控制脉冲②控制使φ2相对于φ1延时，延时时间大小由仪器面板上“左移，右移”“移位，复零”等开关控制，延时以后的φ2控制扫延电路，使波形出现在示波器屏幕上适当的位置，以便于观察和测量。
同样可使φ3相对于φ2延时，延时的大小亦由“左移，右移”“移位，复零”等开关控制，φ3（同φ1）控制10倍时间扩展器，产生时间T1、T2和T3，在误差范围内使T2恒等于10倍T1，即T2≌10 T1，调节面板上的多圈电位器，可改变T1和T2的宽度，但始终使T2≌10 T1，计数的尾数分别用T1或T2作钟控脉冲，可以使常规测试0.1μs 最小时间的方法提高到 0.01μs ，最小时间提高一个数量级。
扫描电路输出锯齿波电压到水平放大至示波管，扫描结束时还输出信号控制电子开关，使被接收的多路信号显示在扫描线上。
自动测时时接收信号经放大后再进行全波整流，使接收波的正起跳或负起跳均能使门限电路开始翻转，不至丢失波形。
经整流的接收波输至门限、闭锁电路，该电路输出自动测时钟控脉冲到计数器控制电路。
自动测时时，仅用于单线工作状态和0.1μs挡计数，其他电路与手动测时工作状态相同。
手动测幅时被放大了的接收信号经射隧将输出阻抗降低后加至取样、保持电路，由动时标控制产生小于0.1μs宽的取样脉冲也加至取样、保持电路，该电路在取样脉冲到来期间，将对应的被测波形振幅值保存在保持电容上，由高输入阻抗运算放大器接成跟隧器将保持电容上的电压转变为低阻抗输出后加到振幅比较器和±比较器上，同时由动时标控制的锯齿波电压加到振幅比较器和零比较器上。
振幅比较器及零比较器的输出经异门后的测幅钟控脉冲的宽度仅与被测振幅的幅度呈正比关系，而与被测振幅的极性无关。
由面板上的多圈电位器及“位移、复零”等按键可调节动时标到波形上的任一位置，需要测那一点的振幅，即动时标调到那一点上。
自动测幅是按取样间隔时间自动的依次测量被测波形每一点的振幅值，并可打印记录，它的测幅原理与手动测幅的电原理完全相同，只是动时标自启动后自动移动，并依次测量相应的振幅值，动时标在每计数显示，复位这一段时间中的各个同步周期（指每扫描一次）时间中是不移动的，这样在示波器屏幕可看到稳定的并可按取样间隔时间跳动的动时标。
SYC—3仪器面板部件如图四、图五。
图四 SYC～3声波仪前面板部件图图五 SYC～3声波仪后面板部件图仪器前、后面板各旋钮、开关接插部分功能如下：1)电源开关2)辉度 调节示波管光迹亮度3)聚焦 调节示波管光迹清晰度4)辅助聚焦 配合③进一步调节示波管光迹清晰度5)扫描宽度 以按钮的方式改变扫描量程，每按一次，量程改变一挡，量程从小到大共 七挡（2、10、30、100、300、1000、3000μs），循环变化，注意按到3000μs挡时需将辉度调大些方可看见6)左右 调节扫描线的左、右位置7)上下Ⅰ 调节第一道扫描线上、下位置8)上下Ⅱ 调节第二道扫描线上、下位置9)上下Ⅲ 调节第三道扫描线上、下位置10)时标上下 调节时标上、下位置11)输入Ⅰ 接收信号第一输入插座，单线工作时，信号只能由该插座输入12)输入Ⅱ 接收信号第二输入插座13)输入Ⅲ 接收信号第三输入插座14)衰减Ⅰ 对第一通道强信号进行衰减，衰减比例见技术指标15)衰减Ⅱ 对第二通道强信号进行衰减，衰减比例见技术指标16)衰减Ⅲ 对第三通道强信号进行衰减，衰减比例见技术指标17)增益 同时调节三路放大器的增益，连续可调18)自动测时、手动、自动测幅 为仪器工作种类选择开关，由于仪器可同时显示手动测时和手动测幅的数字，因此手动测时和手动测幅两挡的功能是一样的，用“手动”表示19)0.1μs、0.01μs 开关 为时间单位选择开关，0.01μs 挡用于手动测时工作状态，另外一个功能是动时标左、右移动时，0.1μs 挡是慢速，0.01μs是快速20)手动时标 调节该多圈电位器，可将动时标（尖脉冲）移动2μs 的范围，起微调作用21)移位、复零 种类开关18）在自动测时的位置，按下该按钮，可起扫描延时作用，其延时速率由22）取样间隔确定；种类开关18）在手动的位置，按下该按钮，可起移动动时标的作用；种类开关18）在自动测幅的位置，按下该按钮，起扫延和动时标复零作用，不按时，动时标将按取样间隔所确定的时间自动地向右移22)取样间隔 确定自动测幅的取样间隔及其他工作状态的扫延或动时标的移动速率23)发射 100V，0.2—5μs 窄脉冲输出插座24)发射宽度 调节100V窄脉冲输出及后面板800V高压脉冲输出的宽度25)测幅调零 测幅数字显示零调节26)左移右移 决定波形左移或是动时标右移以下各开关接插件在仪器后面板27）~220V 220V电压输入28） 保险丝座 ~220V、1.5A 保险丝29） 保险丝座 ~220V、1.5A 保险丝30） +12V接线柱（红） 直流供电12V 正极输入接线柱31） ⊥接线柱（黑） 直流供电12V 负极输入接线柱32） 保险丝座 直流供电12V 保险丝2.5A33） 单线、四线转换开关 单线或四线扫描控制开关34） 同步周期 同步周期可变，余振长时可用8ms，余振短时可用1ms，又同时处于单线工作状态时，可增加亮度35） 800V发射 在较大距离测试时用该发射36） 高压发射关 可开、关800V高压发射，即800V发射及前面板上的窄脉冲发射可同时发射，也可分别发射，只用窄脉冲发射时，可将800V发射关闭，以减小仪器功耗，用800V发射时，应用长（8ms）同步周期，以免仪器负荷太重37） 打印输出 打印时，记录信号、打印指令、回答指令输出、输入插座38） 参考电平 为12V的参考电平，由于+12V直流电源输入接线柱30）内串有保护二极管，当交流220V供电时30）无电压输出，故另配该+12V参考电平接线柱有+11.3V电平输出（二）主要技术指标：测试种类：自动测时，手动测时、测幅，自动连续离散测幅显示方式：单线，四线发射方式：窄脉冲发射，高压发射（宽度可调）读数方式：数码显示，固定时标同步周期：短 1ms，长 8ms声波手动测时范围：0.3～99.99μs, 0.3～999.9μs两挡测时误差：0.01μs挡 ＞2μs时，△t＜±1％＞10μs时，△t＜±0.5％0.1μs挡 ＞20μs时，△t＜±0.5％相对振幅测量误差：在满屏内 ＜±2％放大器输入灵敏度：＜10μv/mm放大器频带宽度：50K～1Mc放大器输入阻抗：约10KΩ扫描宽度：2、10、30、100、300、1000、3000μs扫描延时可调范围：0.5～500μs窄脉冲发射幅度：约100V窄脉冲发射脉宽：0.2～5μs可控硅尖脉冲幅度：约1000V高压发射幅度：>800V取样时间宽度：≤0.1μs取样时间间隔：0.1、0.5μs记录讯号输出：8、4、2、1码，高电平＋10V,低电平为0V指令讯号输出：T为160ms，高电平＋10V，低电平0V（三）操作步骤：1. 手动测时：（1）接通电源（220V或直流12V），打开电源开关，数码管亮，稍过片刻，调节“辉度”、“聚焦”、“上下”、“左右”等旋钮，按动“扫描宽度”按钮，应有一扫描线出现。
（2）将发射换能器电缆接入“发射”插座，接收换能器电缆接入“输入Ⅰ”（或Ⅱ、Ⅲ）插座，并将换能器与样品耦合好，耦合剂一般用水、黄油、凡士林等，对横波换能器则最好要用水杨酸苯脂。
（3）将种类开关拨至“自动测幅”挡，“0.1μs.0.01μs”开关拨至0.1μs挡，“左移、右移”开关拨至右移位置，按动“移位、复零”按钮，此时动时标扫描清零，同时将种类开关拨至“自动测时”挡，按动“扫描宽度”键，并调节放大器的衰减及增益，使波形理想的显示在屏幕上。
如果需要扫描延时，把展开波形往左移、时标右移动，可按下“快移”键，并由“左移、右移”开关决定波形的左移或时标的右移，其移动速率由“取样间隔”和“0.1μs.0.01μs”开关控制，延时到需要的位置，手即松开，这时将种类开关拨至“手动”位置，同样按下“移位、复零”键，并由“左移、右移”开关决定波形或时标的左移或右移，“取样间隔”和“0.1μs.0.01μs”开关决定其移动的速度。
（4）调节“手动时标”多圈电位器对动时标进行微调，这时数码管右窗显示数字即为被测时间数。
需注意一般应将动时标调至被测点的右侧，然后再慢慢向左移，将时标前沿对准被测位置，这样时标不陡的后沿引起的波形畸变不至于干扰被测波形的识别。
如图六。
图六 利用时标测量走时（5）数码窗右窗显示的是时间数ＴX，包括了仪器的系统延时及换能器、耦合剂的延时Ｔ0，只有扣除了这些延时才是实际在试件中的声波走时Ｔ，即Ｔ=ＴX－Ｔ0。